java设计模式1 - HelloWorld开发者社区

1：单例模式简介

　　单例模式是一种常用的软件设计模式，它确保某个类只有一个实例，而且自行实例化并向整个系统提供唯一的实例。总而言之就是在系统中只会存在一个对象，其中的数据是共享的

　　特点：

　　　　单例类只能有一个实例，所以一般会用static进行修释。

　　　　单例类必须自己创建自己的唯一实例。也就是在类中要new一个自己。

　　　　单例类必须向其它对象提供自己的实例。也就是要提供公共的方法获取到自己的实例对象。

　　线程安全问题：

　　　　在使用单例对象的时候，要注意单例对象里面的实例变量是会被多线程共享的，推荐将单例对象里面的实例变量使用无状态的对象，不会因为多个线程的交替调度而破坏自身状态导致线程安全问题。

2：实现单例模式的方式

　　(1)饿汉式单例（立即加载模式）

 1 //单例类--饿汉式
 2 public class Singleton{
 3     //私有的构造方法，禁止外部对其进行实例化
 4     private Singleton(){};
 5     //用static修饰唯一，这里只要Singleton类加载初始化时会new出自己的实例
 6     private static Singleton single=new Singleton();
 7     //公共的获取对象方法，在此程序中只能通过getInstance方法来获取Singleton实例
 8     public static Singleton getInstance(){
 9         return single;
10     }
11 }

　　因为这里只要Singleton类加载的时候就创建了对象，所以不会存在线程安全问题。

　　(2)懒汉式单例（延迟加载模式）

 1    //单例类--懒汉式（原始设计方式）　　　　　　ps:这样可能会出现线程不安全，导致多实例
 2    public class Singleton1{
 3        //私有构造方法，禁止外部对其进行实例化
 4        private Singleton(){};
 5        //用static修饰唯一，这里只是声明了single对象等于null，并没有对其进行实例化
 6        private static Singleton single=null;
 7        //公共的获取对象方法
 8        public static Singleton getInstance(){
 9            //只有在获取的时候，而且single没有实例化时才进行实例化
10            if(single==null){
11                 single=new Singleton1();
12            }
13 14 15            return single;
16        } 
17  　}

 1  //单例类--懒汉式
 2  public class Singleton1{
 3      //私有构造方法，禁止外部对其进行实例化
 4      private Singleton(){};
 5      //用static修饰唯一，这里只是声明了single对象等于null，并没有对其进行实例化
 6      private static Singleton single=null;
 7      //公共的获取对象方法
 8      public static Singleton getInstance(){
 9          //只有在获取的时候，而且single没有实例化时才进行实例化
10          if(single==null){　　　　　　　　　　　　　　　　　//2：如是没有这个判断会导致一个线程获取single必须要等待上一个线程释放锁才能获取到对象　
11             synchronized(Singleton1.class){　　　　　　//1：同步锁，解决多个实例问题
12                 if(single==null){
13                      single=new Singleton1();
14                 }
15             }
16          }
17          return single;
18      } 19　}

　　　　1：同步锁：如果不实现同步的话，会导致两个线程同时运行到if(single==null)的时候，两个线程同时满足条件，都会new一个实例对象，导致会出现多个实例问题。

　　　　2：如果不加这个判断会导致效率比较低下，一个线程获取single必须要等待上一个线程释放锁才能获取到对象。

　　使用双重检查进一步做了优化，可以避免整个方法被锁，只对需要锁的代码部分加锁，可以提高执行效率

　　(3)静态内部类

 1 public class Singleton2{
 2     //私有的构造方法
 3     private Singleton2(){};
 4 
 5     //静态内部类
 6     private static class InnerObject{
 7         private static Singleton2 single=new Singleton2();
 8     }
 9 
10     public Singleton2 getInstance(){
11         return InnerObject.single;
12     }
13 }

　　这种方法虽然单例在多线程并发的情况下的线程安全性，但在遇到序列化对象时，在默认的方式运行得到的结果就是多例的，使用的时候需要注意。

　　(4)静态代码块

public class Singleton3{
    //私有构造方法
    private Singleton3(){}
    private static Singleton3 singleton=null;
    
    //静态代码块
    static{
        singleton=new Singleton3();
    }
    public static Singleton3 getInstance(){
        return singleton;
    }
}

　　这种方式和饿汉模式是差不多的，因为类加载完静态成员变量后会马上加载类的静态代码块

　　(5)内部枚举类实现

public class SingletonFactory {
    
    // 内部枚举类
    private enum EnmuSingleton{
        Singleton;
        private Singleton8 singleton;
        
        //枚举类的构造方法在类加载是被实例化 
        private EnmuSingleton(){
            singleton = new Singleton8();
        }
        public Singleton8 getInstance(){
            return singleton;
        }
    }
    public static Singleton8 getInstance() {
        return EnmuSingleton.Singleton.getInstance();
    }
}

class Singleton8{
    public Singleton8(){}
}

　　比较复杂，感觉在实际开发中也很少有人这样用。

3：优缺点

　　优点：系统内存中该类只存在一个对象，节省了系统资源，对于一些需要频繁创建销毁的对象，使用单例模式可以提高系统性能。

　　缺点：当想实例化一个单例类的时候，必须要记住使用相应的获取对象的方法，而不是使用new，可能会给其他开发人员造成困扰，特别是看不到源码的时候。

4：适用的场景

　　需要频繁的创建和销毁的对象。

　　创建对象耗时过多或者耗费资源过多，但又经常用到的对象。

　　工具类对象

　　频繁访问数据库或文件对象